通過(guò)改進(jìn)研究和工業(yè)中常用的冰箱，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所 (NIST) 的研究人員大大減少了將材料冷卻到絕對(duì)零以上幾度范圍內(nèi)所需的時(shí)間和能量。
科學(xué)家們表示，他們目前正在與工業(yè)合作伙伴合作將其原型設(shè)備商業(yè)化，預(yù)計(jì)每年可節(jié)省 2700 萬(wàn)瓦電力、3000 萬(wàn)美元的全球電力消耗，以及足夠填充 5000 個(gè)奧林匹克游泳池的冷卻水。
從穩(wěn)定量子位(量子計(jì)算機(jī)中信息的基本單位)到維持材料的超導(dǎo)特性，再到保持美國(guó)宇航局詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡足夠涼爽以觀察天空，超冷制冷對(duì)于許多設(shè)備和傳感器的運(yùn)行至關(guān)重要。幾十年來(lái)，脈沖管制冷機(jī) (PTR) 一直是實(shí)現(xiàn)與外層空間真空一樣冷的溫度的主力設(shè)備。
這些冰箱循環(huán)壓縮(加熱)和膨脹(冷卻)高壓氦氣以實(shí)現(xiàn)“大冷”，大致類似于家用冰箱利用氟利昂從液體到蒸汽的轉(zhuǎn)變來(lái)去除熱量的方式。 40 多年來(lái)，PTR 已經(jīng)證明了其可靠性，但它也非常耗電，比超低溫實(shí)驗(yàn)的任何其他組件消耗更多的電力。
當(dāng) NIST 研究員 Ryan Snodgrass 和他的同事仔細(xì)觀察這款冰箱時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)制造商制造的該設(shè)備僅在其最終工作溫度 4 開(kāi)爾文 (K)(即高于絕對(duì)零度 4 度)時(shí)才具有能源效率。研究小組發(fā)現(xiàn)，這些冰箱在較高溫度下效率極低，這是一個(gè)大問(wèn)題，因?yàn)槔鋮s過(guò)程是在室溫下開(kāi)始的。
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